毕业设计（论文）-年产5万吨对苯二甲酸二辛酯对二甲苯合成工段初步设计.docx

题目年产5万吨对年：中万：辛酯对.甲苯合成工二初步设计学院专业班级学生姓名指导教师成绩本设计为年产5万吨对米二甲酸二辛酯对二甲米合成工段的初步工艺设计，在设计说明书中，简单介绍了对二甲苯的性能、主要用途、牛.产现状和发展趋势，本设计确定以甲苯甲醉烷基化作为本设计的工艺生产方法。在设计过程中，根据设计任务书的要求，通过物料衡算和热量衡算，以确定设备工艺参数和消耗工艺指标，同时对对二甲苯生产过程中的自动控制原理及“三废''治理作了相关说明，对涉及到的设备进行了简单的初步设计。绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括工艺流程图、主要设备图的装配图、设备的平面布巴图等，并完成了ASPEN全流程模拟。关键词：对二甲苯：甲苯;工艺设计AbstractThisisthet1.rsistepprocessdesignforannua1.outputof50,(MX)ionsofDOTP,Inthedesignedspecifications,deve1.opingtrend,binedtheproductionstatusofSinopec,1.tdandfina1.1.ywitha1.ky1.ationofto1.uenewithmethano1.methodsasprocessPmdUCIionmet1.uxisofthedesigns.InIhedesignPrOCe*s,inaccordancewith(herequirementsofthemissiondesign.Throughthemateria1.ba1.anceandenergyba1.ance,todeterminetheequipmentandtechnica1.parametersofconsumptionindicators,whi1.etheproductionofParaxy1.eneintheprocessofautomaticcontro1.Iheoryand"Threewastes"Managementmadeanoteoftheentiredevicetoapre1.iminarydesign.Drawingthecorrespondingdesigndrawings,inc1.udingprocessmaps,p1.ansofmajorequipmentassemb1.y,equipmentsuchasthe1.ayoutp1.ansandfinishingthewho1.eprocesssimu1.ationOfASPEN.Keywords:Paraxy1.enc:To1.uene:Processdesign摘要1Abstract2第I空总论51.1 概述51.1.1 意义与作用51.1.2 国内外的现状及发展前景51.1.3 产品的性质与特点61.1.4 产品的生产方法概述及工艺路线选择71.2 设计依据91.3 厂址选择91.4 设计规模与生产制度91.4.1 设计规模91.4.2 生产规模与制度91.5 原料与产品规格101.5.1 主要原料、燃料规格及消耗101.5.2 产品规格1()第2章工艺设计计算112.1 工艺原理I1.2.2 工艺流程简述132.3 工艺参数132.4 物料衡算142.5 热量衡算182.6 Aspenp1.us模拟25第3章设备选型303.1 换热器的选里303.2 泵的选型323.3 气液分离器的设计333.4 液液分离器的设计343.5 鼓风机的选型353.6 压缩机的选型363.7 反应港设计36第4章设备一览表44第5章车间设备布置设计465.1车间设备布置46第6堂自动控制486.1 主要的控制原理486.2 自控水平与控制点486.2.1 动力设备的基本控制方案486.2.2 换热器的基本控制方案496.2.3 反应器的基本控制方案506.2.4 分离器的基本控制方案50第7章环境保护527.1 三废产生情况527.2 三废处理情况52第8章公用工程538.1 供电538.2 供水538.3 供暖538.4 通风53结束语54参考文献55致谢56第1章总论1.1 概述1.1.1 意义与作用随着我国化工水平的不断提高，DOTP产能的不断加大，塑料、纺织工业对DOTP原料对二甲苯(PX)的需求进一步扩大，我国未来的对二甲苯市场仍然有很大缺口。即使现今我国PX产能与技术已经位居世界前列，但是原料的增长仍不如DOTP的发展迅速，韩国、新加坡等国家早已纷纷建厂，将目标定在中国这个广大的PX市场。因此，为了提高作为国民经济命脉之的基础化工原料对二甲苯的自给率，让中国的基础产业不会受制于人，我们的年产2万吨对二甲苯的甲苯甲醇烷基化技术对F国家有着一定的战略意义。本项目为年产2万吨对二甲苯，建J.干中国石化海南炼油化工公司。项目使用甲苯甲醉烷基化反应制取对二甲苯，产品质量分数在85%以上。本项目不仅能缓解国内对二甲茶短时间需求旺盛的情况,也对稳定国内PX市场、国家PX产业的健康长久发展有着定意义，经济效益与社会效益明显。1.1.2 国内外的现状及发展前景PX产业的国内现状叫聚酯纤维的迅速发展，拉动了其上游原料精对二苯甲酸的消耗,进而乂拉动了PTA的上游原料对二甲苯的市场严重供不应求,产品需要大量进口。2015年，世界PX的装置生产能力约4000万吨，年，70%以上的装置在亚洲地区，新建产能也大都集中在亚洲，主要为韩国和中国。中国石化集团公司是圾大的生产集团，占总产能的42.5%其次是中国石油集团公司，占总产能的22.0%.2009年是我国PX生产能力增长最快的一年，新增产能284万吨，比2008年的442.1万吨增长64.2%.截至2015年9月底，我国PX的生产厂家有13家总生产能力达到821.1万吨/年。目前，我国已是世界上最大的PX生产和消费国，产能约占全球产能的20%,消费量占全球38%左右“PX产业的国外现状:北美地区的新建PX装为主要集中在美国，用于生产PTA的PX将提高到82.1%,由于生产成本较低加之原料供应充足，中东的石化产业投资将稳步增长。该区域将建设更多的PTA和PX装置，用下生产PTA的PX比例也将进一步增长。在欧洲对二甲米PX的总生产能力约为310.0万吨/年。由于全球一系列对二甲苯生产装置的问题以及亚洲新对苯二甲酸生产装理的建成投产，使得世界时二甲笨供应紧张价格上涨。2002年由于有200多万吨/年的对紫二甲酸生产能力投产，其中第二季度在中国、中国台湾以及韩国就有155万吨/年的对苯二甲酸牛.产装置建成投产，使得亚洲地区的对二甲苯供应紧张。1.1.3 产品的性质与特点产品规模：年产2万吨对二甲苯产品性质：对二甲苯的物理性质无色透明液体,具有芳香气味。比重0861,熔点I3.2C,沸点138.5C,闪点25,能与乙两,乙微、丙酮等有机溶剂混溶。可燃，低毒化合物，性略高于乙醇，其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，爆炸极限1.1.%7.0%(体积分数)。对二甲苯的化学性质对金属无腐蚀性，用稀硝酸氧化生成对甲基苯甲酸，继续氧化生成对苯二甲酸。与其他轨化剂的作用和邻二甲米类似。对二甲米在碳酸钠水溶液和空气存在下，于25O'C,6MPa卜生成对甲基苯甲酸、对苯二甲酸、乙醉。用钻盐作催化剂，12OC经空气液相氧化生成对甲基苯甲酸。氯化反应与其他二甲苯类似。对二甲苯热解生成甲烷、氢、甲苯、对联甲苯、2.6-二甲基慈稳定性：稳定禁配物：强氧化剂、酸类、卤素等聚合危害：不聚合常见化学反应：甲基能被常见氧化剂氧化。如用稀硝酸氧化生成对甲堪茉甲酸，继续氧化生成对苯二甲酸：用酸性高镭酸钾也能将甲基氧化成浚基。甲基上的氢原了能被卤素取代.产品用途：对二甲苯与老百姓的生活密不可分。二甲苯广泛存在于汽油中。在汽油中的含量约6%-10%,是汽油高性能抗爆性的重要组分，没有它，就不能生产高品历的汽油.PX为基础有机化工原料之一，主要生产对米二甲酸(PTA)及对紫二甲酸二甲麻DMT),分别占PX消费量的80%和12%左右，这两种单体又是生产聚脂纤维和聚酯塑料的原料。全球产量的98%左右用于生产聚酯。聚酯的绝大部分用于生产添纶，涤纶是目前生产和消贽最多的化纤品。我国是化纤大国，合成纤维生产需要大量PX,部分聚酯用于制造饮料瓶，我们日常消费的可乐、汽水、果汁，都可以是用聚酯瓶包装的。除此之外，对二甲苯在医药、香料、油墨、农药、染科以及溶剂等领域有广泛的用途。对二甲米的广泛用途使它长期处于供不应求状态，所以，PX装置的建设还有很大的空间。1.1.4 产品的生产方法概述及工艺路线选择由甲苯制取对二甲苯的途径网有：甲苯的歧化烷基化反应以及甲苯甲醇烷基化反应。我们对两种途径进行详细地比较来确定最佳的工艺路线。甲苯的歧化烷基化工艺甲苯歧化与烷基化反应包括两个主反应：甲笨歧化反应:甲苯烷基化反应：Tatoray法：该法的工艺流程如下：原料甲苯和O经进料泵与循环氮混介，混合后的物料与反应器出来的物料换热后，经过原料加热炉到反应要求的温度，自上而下通过歧化反应器，与催化剂接触发生歧化与烷基化反应。反应产物离开反应器经换热器与原料换热，再经冷凝冷却进入产品分离器进行汽液分离。该方法的特点：采用J'气固绝热固定床反应器，结构极为简单，反应过程放热量很小，反应温度容易控制操作温度和压力都较缓和，对设备材质无苛刻要求。1.TD法：美国MObi1.ChemcO开发了AP-催化剂，反应在新型固定床沸石催化剂液相中进行，反应温度26O3I6X?,生成米和二甲素，同时生成含三甲米和多甲苯的芳蝶，芳炒收率在99%以上，反应基本不生成乙苯，因此二甲苯分离中不必分离乙苯。该法的特点主要有：低温液相反应，操作压力较高：液相反应催化剂不容易结焦，不临氧操作，反应基本上无乙素生成。甲苯甲静烷基化工艺及比较近年来，I®若煤化工及CI化学的发展，甲醉来源更加丰富、价格更加低廉，甲苯甲醉烷基化合成对二甲米工艺因其一次性反应可直接高选择性得到对二甲素，后续提纯和分离工艺简单，甲苯利用率较高，能耗低，环保安全等优点，具有较好的发展前景。GTo1.A1.k工艺：GTC公司从印度行化公司引进甲苯烷基化工艺，开发了GT-TbIAIk甲苯甲基化制PX技术。核技术在装有种专有的高硅沸石催化剂的固定床反应器中,甲苯甲醇摩尔比为2,反应温度为4OO5OOC,压力为0.1.05MPa,在一定的氢气和水的存在下发生烷基化反应，PX选择性大于85%,催化剂运行周期05a-1.a°GTTo1.AIk甲苯甲基化工艺开生产HPX原料甲笨和甲耨的定额消耗分别为102和06i.大连理工大学甲藻与甲醇烷基化技术：大连理工大学1984年开始甲苯甲醇烷基化合成PX工艺研究及催化剂研制工作，并于1986年来用他们研制的铁、稀土改性ZSM5催化剂，在小试装置上连续运转5Oh,催化剂稳定性良好，甲苯平均转化率接近18%,PX选择性达到98%,近年开发了SipMg改性的纳米ZSM-5,加氢金属改性的纳米ZSM-5催化剂，提高了稳定性，且催化剂在制备和再生方面具有较好的重笈性.纪合改性的纳米ZSM-5催化剂，在较苛刻条件下经50Oh运转，甲笨转化率在22%25%之间，PX选择性稳定在98%以上.甲苯制PX工艺路线的选择比较分析甲苯歧化烷基化，甲苯甲醉烷基化工艺路线，可以发现甲苯岐化烷基化二甲苯中对二甲苯的